Кинетика электрохимических реакций на полупроводниковых электродах

Исследуя некаталитические реакции в диффузионном и кинетическом режимах, можно выяснить вопрос о соотношении геометрической и истинной поверхностей электрода. С другой стороны, изучение их кинетики необходимо для понимания вопроса о влиянии полупроводниковых свойств переходных форм углерода на кинетические закономерности электрокаталитических реакций. Это связано с тем, что энергия активации электрохимической реакции зависит от скачка потенциала в слое Гельмгольца. В случае полупроводниковых электродов этот скачок составляет только часть от полного изменения потенциала на межфазной границе, что вносит существенные коррективы в уравнение формальной кинетики электрохимических реакций [74], изменяя, в частности, наклон тафелевской кривой. [c.114]

Кинетика электрохимических реакций на полупроводниковых электродах [c.37]

Здесь, в самых общих чертах и с известными упрощениями, будет дано представление о специфике протекания электрохимических реакций на полупроводниковых электродах, об особенностях нх кинетики. Эта специфика определяется прежде всего двойственной природой носителей зарядов и существованием в полупроводнике объемного заряда. [c.378]

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

Возникновение электрохимии полупроводников как новой главы теоретической электрохимии обусловлено двумя основными причинами. Во-первых, многие электрохимические процессы, протекающие на границе электрод — электролит, совершаются фактически на поверхности, обладающей полупроводниковыми свойствами, со всеми особенностями, присущими такого рода материалам. Проводимость этих поверхностных слоев — окислов металлов, их гидридов, интерметаллических соединений и т. п.— по своей величине лежит между проводимостью металлов и диэлектриков. Она чувствительна к внедрению в основной слой следов примесей и в противоположность металлам увеличивается с температурой. Прохождение тока через полупроводники в общем случае осуществляется электронами (п-проводимость) или дырками, т. е. вакансиями, оставшимися после ухода электронов в другую энергетическую зону (р-проводимость). В отличие от металлов, в полупроводниках вблизи их поверхности раздела с другими фазами имеется широкая область объемного заряда, что значительно усложняет картину двойного электрического слоя. Выяснение кинетики многих электрохимических реакций (процессы в химических источниках тока, анодное растворение металлов и т. п.) становится поэтому невозможным без разработки электрохимии полупроводников. Во-вторых, в самой технологии получения полупроводниковых материалов, идущих на изготовление радиотехнических приборов, солнечных батарей и т. п., важную роль играют процессы, являющиеся по своей природе электрохимическими. К ним относятся, например, анодное и обычное травление полупроводников, осаждение тонких слоев металла на поверхность полупроводников и др. [c.491]

Современные электронные счетно-решающие и управ-ляюш,ие устройства немыслимы без использования полупроводниковых приборов. Кристаллические диоды и триоды по сравнению с вакуумными приборами потребляют значительно меньше электрической энергии, обладают большой механической прочностью, малыми габаритами. Поэтому они стали быстро вытеснять недостаточно экономичные электронные лампы. Бурное развитие физики полупроводников, транзисторной техники, а также все большее использование при изготовлении приборов электрохимических и химических операций дало сильный толчок к изучению электрохимических свойств полупроводниковых материалов. Первые исследования в этой области были проведены в 1952—1954 гг. За последуюш,ие несколько лет в литературе опубликованы десятки работ, посвященные электрохимии германия и кремния и в первую очередь установлению характера зависимости кинетики электродной реакции от полупроводниковых свойств электрода. [c.5]

Рассматривая фотоэлектрохимические процессы, обусловленные возбуждением раствора электролита, обычно приписывают возбужденным ионам и молекулам свойства индивидуальных реагентов-например, обратимый потенциал, отличный от потенциала той же окислительновосстановительной системы, находящейся в основном (невозбужденном) состоянии,-и применяют к ним законы электрохимической кинетики, развитые для обычных (темповых) электродных реакций [10]. Следует иметь в виду, что время жизни возбужденных ионов и молекул в растворе относительно невелико, так что в электродных процессах рассмотренного типа принимает участие лишь вещество, содержащееся в тонком приэлектродном слое раствора, а скорее всего, находящееся в адсорбированном состоянии на поверхности фотоэлектрода. Фотоэлектрохимические процессы этого типа будут кратко рассмотрены в разд. 3.5.3 в связи с проблемой сенсибилизации полупроводниковых электродов. [c.12]

Процессы катодного выделения и анодного растворения в случае твердых металлов и некоторых окислов обладают по сравнению с другими электрохимическими реакциями некоторыми особенностями, связанными с тем, что конечные илп исходные вещества находятся в кристаллическом состоянии, а также с полупроводниковыми свойствами некоторых электродов. Однако раньше чем рассматривать эту сторону проблемы электроосаждения, мы обсудим вопрос о кинетике разряда ионов металла в тех условиях, когда металл выделяется не в кристаллическом, а в жидком состоянии, например образуя амальгаму при выделения на ртутном электроде. Обсуждение этого вопроса поможет в дальнейшем выявить особенности, связанные с кристаллическим строением электрода. Кроме того, многие закономерности в электрохимии металлов практически не зависят от агрегатного состояния металла электрода. Так, на жидкой ртути в 45%-ной хлорной кислоте (при температуре —38,8° С) ток обмена лишь на 15% больше, чем на твердой (при —38,9° С) [53]. В растворе 1 N ОаС1я-Ь [c.34]

Попытки построения количественной теории окислительно-вос-становительных электродных реакций типа I были даны в работах Рендлса [1] и позднее Хаша 2]. В основу работы Хаша был положен расчет по теории абсолютных скоростей реакций. Поскольку реакции разряда Хаш считал всегда протекающими адиабатическим образом (в квантовомеханическом смысле), то, естественно, он не пользовался принципом Франка — Кондона и трансмиссионный коэффициент полагал равным единице. Как показал Хаш, для электрохимической кинетики очень важную роль играет конкретное распределение плотности электронного заряда в активированном состоянии. Этот результат является малообнадеживающим, поскольку в настоящее время не существует методов расчета электронной плотности в таких сложных системах, как активированные ионы, окруженные дипольной гидратной оболочкой. Именно по этой причине в интересных с принципиальной стороны работах Геришера [3], в которых рассматривались гетерогенные реакции типа II, не удалось получить конкретных количественных результатов, допускающих сравнение с опытом. Изучая окислительно-восстановительные реакции, протекающие на металлическом и полупроводниковом электродах, Геришер считал, что энергия активации, связанная с франк-кондоновским барьером, главным образом обусловлена смещением атомов, находящихся в первой координационной сфере иона. Хотя это представление правильно передает физическую картину, оно не привело к количественным результатам. По этой причине следует более подробно остано- [c.22]

Книга является обобщением исследований отечественных и зарубежных ученых в новой области физической химии—электрохимии полупроводников германия и кремния. В ней систематически изложены вопросы строения двойного электрического слоя на границе раздела полупроводник—электролит, кинетика анодного растрорения германия и кремния, а также приведены сведения о других электрохимических реакциях, протекающих на германиевых и кремниевых электродах. Специальная глава книги посвящена рассмотрению электрохимических операций, применяемых в производстве полупроводниковых приборов. [c.2]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология